Chimie analytique

Spectroscopie UV-visible, IR, chromatographie, titrages, loi de Beer-Lambert.

Spectrophotométrie UV-visible

Loi de Beer-Lambert: A = ε × l × c. A = absorbance (grandeur sans unité, mesurée par le spectrophotomètre). ε = coefficient d'extinction molaire (L·mol⁻¹·cm⁻¹, caractéristique du composé à λ fixée). l = longueur du trajet optique (cm, dépend de la cuve). c = concentration en mol/L. La loi n'est valable qu'à faible concentration et à longueur d'onde fixée (λ_max). Elle permet de déterminer une concentration inconnue par comparaison à une droite étalon (A = f(c)).
Spectre UV-visible et λ_max: Chaque molécule (chromophore) absorbe à des longueurs d'onde caractéristiques dans l'UV (200–400 nm) ou le visible (400–800 nm). λ_max est la longueur d'onde d'absorbance maximale — on travaille à cette valeur pour maximiser la sensibilité de la mesure et la validité de Beer-Lambert. La couleur observée est la complémentaire de la couleur absorbée (un composé absorbant dans le rouge paraît vert).

Principe général: Séparation de composés d'un mélange par distribution différentielle entre deux phases : stationnaire (immobile — colonne, plaque) et mobile (solvant, gaz — qui entraîne les composés). Les composés qui interagissent fortement avec la phase stationnaire migrent lentement ; ceux qui ont plus d'affinité pour la phase mobile migrent vite. Résultat : séparation spatiale ou temporelle des composants.
HPLC (High Performance Liquid Chromatography): Chromatographie liquide à haute pression : la phase mobile (solvant) est poussée sous pression (100–400 bar) à travers une colonne de phase stationnaire très finement grainée. Chaque composé est caractérisé par son temps de rétention t_R. Détection UV, fluorescence ou réfractométrie. Applications : dosage de médicaments, contrôle qualité alimentaire, analyse d'eau. La CPG (Chromatographie en Phase Gazeuse) est utilisée pour les composés volatils.

Titrage acide-base: Réaction de neutralisation : AH + OH⁻ → A⁻ + H₂O. À l'équivalence : n(acide) = n(base) introducits → c_acide × V_acide = c_base × V_équivalence. Détection du point d'équivalence : indicateur coloré (changement de couleur) ou pH-métrie (saut de pH vertical sur la courbe pH = f(V versé)). Le titrage permet de déterminer la concentration inconnue d'une solution à partir d'une solution de concentration connue (solution titrante).
Spectroscopie infrarouge (IR): Chaque liaison chimique vibre à une fréquence propre et absorbe le rayonnement IR correspondant (exprimé en nombre d'onde, cm⁻¹). Zones clés à connaître : 3500–3200 cm⁻¹ (O-H alcool, élargissement), 3300 cm⁻¹ (N-H amine), 2700–2900 cm⁻¹ (C-H aldéhyde), 1700–1750 cm⁻¹ (C=O carbonyle : acide, ester, cétone), 1600 cm⁻¹ (C=C). La zone 500–1500 cm⁻¹ est l'empreinte digitale, unique à chaque molécule.

Flashcards, mode examen et suivi de progression — gratuit pour commencer.